استفاده از ترموفلوئیدیک برای دستکاری مواد در مقیاس نانو - مجله توسعه دهنده

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، پژوهشگران آلمانی نشان دادند که می توان از ترموفلوئیدیک برای دستکاری مواد و ساختار ها در مقیاس نانو استفاده کرد.

محققان دانشگاه لایپزیگ با گرم کردن آب با لیزر از راه دور بر روی یک ورق فلزی، توانستند حجم بسیار کمی از مایع را به دلخواه جابه جا نمایند. از جریان های فراوری شده در این فرآیند می توان برای دستکاری و حتی گرفتن چیز های کوچک استفاده کرد.

تحقیقات نشان می دهد که چگونه ترموفلوئیدیک به توسعه فناوری های تازه یاری می نماید. این یافته ها با ارائه انواع تازهی از سیستم های حسگری برای شناسایی کوچک ترین مقادیر مواد شیمیایی، راهکار های تازه پیشرو در فناوری نانو، دستکاری مایعات در سیستم های کوچک و تشخیص را ارائه می نماید.

مارتین فرنزل و فرانک سیچوس از دانشکده فیزیک و علوم زمین دانشگاه لایپزیگ در مقاله ای که اخیراً در مجله Nature Communications منتشر کردند، چگونگی انجام این کار را شرح دادند. محققان این پروژه کشف نموده اند که با سوزاندن یک ورق فلزی بسیار نازک در یک طرف کانال با پرتو لیزر متمرکز، می توانند جریان های سیال بسیار قدرتمندی را حتی در کوچک ترین کانال ها ایجاد نمایند. با چنین کاری، جریان ها از یک لایه مایع بسیار نازک، در حد چند نانومتر بالاتر از سطح فلز خارج می شوند و مایع در کانال در یک الگوی جریان دقیق مخلوط می گردد.

در این فرآیند محققان از نانوذرات به عنوان ردیاب برای مقدار گیری الگوی جریان مایع استفاده کردند. محققان نه تنها منبع این جریان ها را کشف نموده، بلکه نشان دادند که با اختلاط هوشمند جریان ها و تنظیم نیرو های دیگر از راه دور با استفاده از لیزر، می توانند اشیاء نانویی را بگیرند، جدا نمایند و انتقال دهند. مارتین فرنزل، از محققان این پروژه در دانشگاه لایپزیک می گوید: این نتایج بسیار جالب توجه است، چرا که به ما اجازه می دهد تا چگونگی حرکت اجسام و سیالات در مقیاس نانو را بدون حرکت کل سیال در کانال ها کنترل کنیم.

محققان این پروژه علاقه مند هستند تا این ترموسیال مبتنی بر لیزر را با روش های یادگیری ماشین ترکیب نموده و از آن برای ایجاد نانوکارخانه های هوشمند اتوماتیک استفاده نمایند، نانوکارخانه هایی برای فراوری در مقیاس نانو، دستکاری مواد برنامه ریزی شده، و فناوری های حسگر که می توانند بر اساس داده هایی که جمع آوری می نمایند، نیازمندی های تازه را بهینه نموده و با آن ها سازگار نمایند. دتلیو بلدر استاد دانشکده شیمی و کانی شناسی دانشگاه لایپزیگ می گوید: ما معتقدیم که ترموفلوئیدیک به ما یاری می نماید فناوری ها و راهکار های تازهی را توسعه دهیم که ممکن است برای پروژه های مشترک تازه مانند پیشگامیμChem که ترکیبی از فیزیک، شیمی، بیوشیمی و هوش مصنوعی در ریزمحیط ها است، بسیار مفید باشد.

این دستاورد فرصت های تازه ای را برای برنامه های آزمایشگاهی روی تراشه باز می نماید. این رویکرد با مشارکت موسسه b-ACTmatter و به وسیله برنامه فدرال STARK پشتیبانی می گردد. هدف b-ACTmatter ایجاد مواد و فناوری های تازه است که به اقتصاد مبتکر و پایدار یاری می نماید.